(57)【要約】  本発明のロータ１０は，積層鋼板２１からなり，その積層方向全体にわたる回転伝達部材取付端面（シャフト用貫通穴２６の壁面）が形成されたコア１１と，コア１１の回転伝達部材取付端面に取り付けられた回転伝達部材（シャフト１２）とを有するロータ１０であって，コア１１には，その積層方向全体にわたる溶接用端面（溶接用貫通穴２５の壁面）が，回転伝達部材取付端面と隣接する位置に形成されており，溶接用端面に，回転伝達部材に及ぶ溶接痕２９が，コア１１の積層方向の全体にわたって形成されているロータ１０である。本発明によれば，回転電機の小型化や軽量化が容易であり，少ない工程数でロータを製造することができる。
2011042984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層鋼板からなり，その積層方向全体にわたる回転伝達部材取付端面が形成されたコアと，前記コアの前記回転伝達部材取付端面に取り付けられた回転伝達部材とを有するロータにおいて，
前記コアには，その積層方向全体にわたる溶接用端面が，前記回転伝達部材取付端面と隣接する位置に形成されており，
前記溶接用端面に，前記回転伝達部材に及ぶ溶接痕が，前記コアの積層方向の全体にわたって形成されていることを特徴とするロータ。
【請求項２】
請求項１に記載のロータにおいて，
前記回転伝達部材が，前記ロータの回転中心を貫通して配置されているシャフトであり，
前記コアには，前記シャフトを貫通させるためのシャフト用貫通穴と，前記シャフト用貫通穴の周囲に設けられた溶接用貫通穴とが，ともにその積層方向の全体にわたって形成されており，
前記回転伝達部材取付端面は，前記シャフト用貫通穴の壁面であり，
前記溶接用端面は，前記溶接用貫通穴のうち前記シャフト用貫通穴の側の壁面であることを特徴とするロータ。
【請求項３】
請求項２に記載のロータにおいて，
前記溶接用貫通穴の前記コアの周方向における大きさは２ｍｍ以上であり，かつ，前記溶接用貫通穴の前記コアの径方向における大きさＤは，前記コアの積層厚をＬとして，
Ｄ  ≧  Ｌ×ｔａｎ１０°
を満たしていることを特徴とするロータ。
【請求項４】
請求項１に記載のロータにおいて，
前記回転伝達部材が，前記ロータの回転中心を貫通して配置されているシャフトであり，
前記コアには，前記シャフトを貫通させるための貫通穴が，その積層方向の全体にわたって形成されており，
前記回転伝達部材取付端面は，前記貫通穴の壁面の一部であり，
前記溶接用端面が，前記貫通穴の壁面のうち前記回転伝達部材取付端面に沿った部分であることを特徴とするロータ。
【請求項５】
積層鋼板からなり，その積層方向全体にわたる回転伝達部材取付端面が形成されたコアと，前記コアの前記回転伝達部材取付端面に取り付けられた回転伝達部材とを有するロータの製造方法において，
前記回転伝達部材取付端面と，前記回転伝達部材取付端面と隣接する位置に形成された溶接用端面とをいずれも有する複数枚の鋼板を積層して前記コアとし，前記回転伝達部材取付端面に前記回転伝達部材を取り付ける工程と，
前記溶接用端面から前記回転伝達部材までに及ぶ範囲を，前記コアの積層方向の全体にわたってビームを照射することによって溶接する工程とを有することを特徴とするロータの製造方法。
【請求項６】
請求項６に記載のロータの製造方法において，
前記溶接する工程は，ビームの照射箇所を前記コアの積層方向に沿って移動させることにより行うことを特徴とするロータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，積層鋼板からなるコアと，そのコアの回転を外部へ伝達する，または，外部からコアへ回転を伝達する回転伝達部材とを有するロータおよびその製造方法に関する。さらに詳細には，コアと回転伝達部材とを確実に固定するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より，回転電機に用いられるロータとして，電磁鋼板を積層した積層鋼板によるコアが，回転伝達部材に固定されたものがある。このようなものでは，回転伝達部材の回転がコアに適切に伝達されるために，コアと回転伝達部材とが確実に固定されていることが求められる。回転伝達部材とは，例えば，インナーロータ型の回転電機のロータであれば，シャフトのことである。そして，コアを形成している各鋼板同士間の回転，コアとシャフトとの間での軸回りの回転，コアのシャフト軸方向へのすべりのいずれも起きないようにする必要がある。例えば，鋼板同士間の回転の防止のためには，各鋼板を小さくカシメたものがよく知られている（例えば，特許文献１，２参照。）。【０００３】
また，コアとシャフトとの回転防止のために，コアとシャフトとにそれぞれキーとキー溝とを形成し，噛み合わせたものがある。また，コアのシャフト軸方向へのすべり防止のために，積層鋼板の積層方向の両端部に板部材を当接させ，その板部材をシャフトにカシメることによって積層鋼板を挟み込んで固定されているものもある。軸方向の一端側については，シャフトにフランジを設けることによって固定されているものもある（例えば，特許文献１参照。）。【０００４】
さらに別の技術として，積層鋼板が円筒状のコアバックの外周側にはめ込まれ，このコアバックを介してシャフトに固定されているものもある（例えば，特許文献２参照。）。この技術では，コアバックがシャフトに対して固定されているとともに，コアバックに複数個の孔を設け，その孔を介してコアバックと各鋼板とをレーザ溶接することにより互いに固定するとされている。そのために，コアバックとシャフトとの間にレーザヘッドが挿入できる程度の空間が設けられた構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１２４７５２号公報
【特許文献２】特開２００２−１３６０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら，前記した従来の技術には，以下の問題点があった。いずれの技術でも，コアの鋼板同士の固定と，コアとシャフトとの固定とをそれぞれ別の工程で行っている。そのため，全体として工程数が多めとなっていた。これに対し，できるだけ工程数を減らしたいという要望があった。【０００７】
また，いずれの技術でも，コアの積層方向の両端部を板部材やフランジ，コアバック等の部材によって挟み，それらの部材を介してシャフトに固定している。そのため，それらの部材を配置するためのスペースが必要であった。また，前記した特許文献２の技術では，コアバックとシャフトとの間に，レーザ溶接のための空間が必要である。回転電機のさらなる小型化や軽量化のためには，これらの部材や空間をできるだけ減らすことが望まれていた。【０００８】
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，回転電機の小型化や軽量化が容易であり，少ない工程数で製造することのできるロータおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の一態様におけるロータは，積層鋼板からなり，その積層方向全体にわたる回転伝達部材取付端面が形成されたコアと，コアの回転伝達部材取付端面に取り付けられた回転伝達部材とを有するロータであって，コアには，その積層方向全体にわたる溶接用端面が，回転伝達部材取付端面と隣接する位置に形成されており，溶接用端面に，回転伝達部材に及ぶ溶接痕が，コアの積層方向の全体にわたって形成されているものである。【００１０】
上述の一態様におけるロータによれば，コアと回転伝達部材とが取り付けられている回転伝達部材取付端面と隣接して溶接用端面が形成されている。ここで，隣接する位置とは，溶接によってともに溶け合い，固まって一体化することのできる位置のことである。そして，その溶接用端面には回転伝達部材に及ぶ溶接痕が形成されているので，溶接によってコアと回転伝達部材とが固定されたものであることがわかる。さらに，その溶接痕がコアの積層方向の全体にわたって形成されているので，コアを構成する全ての積層鋼板が，いずれも回転伝達部材に固定されている。従って，回転電機の小型化や軽量化が容易であり，少ない工程数で製造することができるロータとなっている。【００１１】
さらに，本発明の一態様では，回転伝達部材が，ロータの回転中心を貫通して配置されているシャフトであり，コアには，シャフトを貫通させるためのシャフト用貫通穴と，シャフト用貫通穴の周囲に設けられた溶接用貫通穴とが，ともにその積層方向の全体にわたって形成されており，回転伝達部材取付端面は，シャフト用貫通穴の壁面であり，溶接用端面は，溶接用貫通穴のうちシャフト用貫通穴の側の壁面であることが望ましい。
このようになっていれば，溶接用貫通穴を利用して，溶接用端面からシャフト用貫通穴に向かって溶接することにより，それらの間を溶融させてシャフトまでに及ぶ溶接を行うことができる。【００１２】
さらに，本発明の一態様では，溶接用貫通穴のコアの周方向における大きさは２ｍｍ以上であり，かつ，溶接用貫通穴のコアの径方向における大きさＤは，コアの積層厚をＬとして，
Ｄ  ≧  Ｌ×ｔａｎ１０°
を満たしていることが望ましい。
このようになっていれば，コアの積層方向の一方の端部から，他方の端部まで届くようにビームを照射することができる。【００１３】
さらに，本発明の一態様では，回転伝達部材が，ロータの回転中心を貫通して配置されているシャフトであり，コアには，シャフトを貫通させるための貫通穴が，その積層方向の全体にわたって形成されており，回転伝達部材取付端面は，貫通穴の壁面の一部であり，溶接用端面が，貫通穴の壁面のうち回転伝達部材取付端面に沿った部分であってもよい。
このようになっていれば，貫通穴を利用して，その壁面とシャフトとの境目の箇所に向かって溶接することにより，その両方を溶融させてシャフトまでに及ぶ溶接を行うことができる。【００１４】
また，本発明の他の態様は，積層鋼板からなり，その積層方向全体にわたる回転伝達部材取付端面が形成されたコアと，コアの回転伝達部材取付端面に取り付けられた回転伝達部材とを有するロータの製造方法であって，回転伝達部材取付端面と，回転伝達部材取付端面と隣接する位置に形成された溶接用端面とをいずれも有する複数枚の鋼板を積層してコアとし，回転伝達部材取付端面に回転伝達部材を取り付ける工程と，溶接用端面から回転伝達部材までに及ぶ範囲を，コアの積層方向の全体にわたってビーム（電子ビームまたはレーザビーム）を照射することによって溶接する工程とを有するロータの製造方法である。
この態様によれば，鋼板を積層して，回転伝達部材取付端面と溶接用端面とが形成されたコアとすることができる。さらに，そのコアに回転伝達部材を取り付け，溶接用端面から溶接すれば，溶接痕が形成されたロータを容易に製造することができる。【００１５】
上記態様では，溶接する工程は，ビームの照射箇所をコアの積層方向に沿って移動させることにより行うことが望ましい。
このようにすれば，積層方向の全体にわたって溶接することは容易である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の上記態様におけるロータおよびその製造方法によれば，回転電機の小型化や軽量化が容易であり，少ない工程数で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本形態に係るロータを示す断面図である。
【図２】本形態に係るロータを示す断面図である。
【図３】ロータの製造過程におけるヨークを示す説明図である。
【図４】溶接工程を示す説明図である。
【図５】貫通穴の大きさを示す説明図である。
【図６】別の例のロータの構成を示す断面図である。
【図７】図６の例のヨークの形状を示す説明図である。
【図８】別の例のロータの構成を示す断面図である。
【図９】図８の例のヨークの形状を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，積層鋼板によるコアをシャフトに対して固定したロータに，本発明を適用したものである。
【００１９】
本形態のロータ１０は，図１と図２に示すように，コア１１をシャフト１２に固定したものである。図２は，図１のＡ−Ａ断面図である。本形態のロータ１０のコア１１は，積層鋼板によって形成され，各所に永久磁石１４が埋め込まれているものである。このロータ１０は，永久磁石埋め込み型（ＩＰＭ型）でインナーロータ型のモータに用いられるものである。
【００２０】
コア１１には，図１に示すように，複数の種類の貫通穴２３，２４，２５，２６が形成されている。これらのうち最も外周側に設けられている貫通穴２３にはそれぞれ，コア１１を積層方向に貫通して，永久磁石１４が埋め込まれている。貫通穴２３は，ほぼ全方位にわたってバランスよく配置されている。なお，本形態のコア１１には，この貫通穴２３が全部で１６箇所に形成されている。
【００２１】
また，貫通穴２３よりコア１１の内周側には，図１に示すように，複数個の貫通穴２４が配置されている。この貫通穴２４は，コア１１の軽量化のためのものであり，その内部は空洞である。また，図中の上下位置の２箇所には，貫通穴２４とは多少形状の異なる溶接用貫通穴２５が形成されている。また，コア１１の回転中心の位置には，シャフト用貫通穴２６が形成されている。シャフト用貫通穴２６は，ちょうどシャフトを貫通させることのできる径に形成され，図１と図２ではシャフト１２が貫通している状態を示している。
【００２２】
溶接用貫通穴２５は，図１に示すように，シャフト用貫通穴２６にごく近い位置まで形成されている。すなわち，溶接用貫通穴２５のうちシャフト用貫通穴２６の側の壁面２５ａは，シャフト用貫通穴２６の壁面に隣接する位置に形成されている。コア１１のうち，これらの壁面２５ａとシャフト用貫通穴２６との間には，ブリッジ部２８が設けられている。すなわち，ブリッジ部２８によって，溶接用貫通穴２５とシャフト用貫通穴２６とが区画されている。
【００２３】
さらに，ブリッジ部２８には，溶接痕２９が形成されている。溶接痕２９は，ブリッジ部２８を貫通し，壁面２５ａからシャフト１２の一部にまで及んでいる。この溶接痕２９は，図２に示すように，コア１１の積層方向の全体にわたって，筋状に形成されている。すなわち，シャフト１２の軸方向に沿って，コア１１の全体にわたって形成されている。この溶接痕２９は，溶接用貫通穴２５から壁面２５ａに向けて電子ビームを照射することにより溶接した痕である。
【００２４】
この溶接痕２９は，コア１１の全ての鋼板について，ブリッジ部２８とシャフト１２の表面部分とが溶接により溶け合って一体化したことを示している。またこれと同時に，コア１１を構成する各鋼板同士も，溶接痕２９の位置で互いに溶け合って一体化したものである。これにより，コア１１の各鋼板同士間の回転，コア１１のシャフト１２の周りの回転，および，コア１１のシャフト１２の軸方向への移動のいずれも防止されている。すなわち，この溶接痕２９によって，コア１１とシャフト１２とが確実に固定されている。
【００２５】
本形態では，シャフト１２が回転伝達部材に相当している。そして，コア１１のシャフト用貫通穴２６の壁面が回転伝達部材取付端面に，溶接用貫通穴２５の壁面２５ａが溶接用端面にそれぞれ相当している。そして，溶接痕２９がブリッジ部２８を貫通していることから，ブリッジ部２８を介したシャフト用貫通穴２６と壁面２５ａとは，隣接する位置にある。本形態によれば，コア１１とシャフト１２との固定のために，積層方向端部に板部材を当接させたり，シャフトにキー溝を形成したりする必要はない。
【００２６】
なお，ここでは溶接用貫通穴２５を２箇所としたが，コア１１とシャフト１２とが確実に固定できるのであれば１箇所でもよいし，また３箇所以上としても構わない。また，貫通穴２４の形状や配置には特に制限はなく，コア１１の強度とバランスを適切に維持できれば，どのようなものでも構わない。本形態では，貫通穴２４と溶接用貫通穴２５とを合わせて，計８箇所とした。また本形態の図では，溶接用貫通穴２５の形状として，貫通穴２４の形状をやや変更して段付き穴形状としたものを例示した。しかしこれに限らず，溶接用貫通穴２５と貫通穴２４とを全く異なる形状に形成してもよい。
【００２７】
次に，本形態のロータ１０の製造方法について説明する。本形態では，以下の４つの工程を順に行うことによって製造する。
（１）打ち抜き工程
（２）積層工程
（３）シャフト貫通工程
（４）溶接工程
【００２８】
まず，（１）打ち抜き工程において，原板から，図３に示すように，ヨーク４１を打ち抜く。略円板状でいずれも同じ形状のヨーク４１を，コア１１として必要な枚数分製造する。このとき各ヨーク４１には，コア１１の貫通穴２３，２４，２５，２６に相当する箇所にそれぞれ，貫通穴４３，４４，４５，４６が打ち抜きによって同時に形成される。なお，この段階では，図示のように，各ヨーク４１には，貫通穴４５と貫通穴４６との間には，コア１１のブリッジ部２８に相当するブリッジ４８が形成されている。
【００２９】
次に，（２）積層工程において，コア１１に必要な枚数のヨーク４１を積層する。このとき，各ヨーク４１の貫通穴４３，４４，４５，４６の位置を合わせて積層する。これにより，各ヨーク４１の貫通穴４３が重なって，コア１１の貫通穴２３となる。同様に，各ヨーク４１の貫通穴４４，４５，４６が重なって，それぞれコア１１の貫通穴２４，２５，２６となる。なお，この工程のすぐ後で，形成された各貫通穴２３にそれぞれ永久磁石を埋め込んでもよいし，もっと後の工程で埋め込んでもよい。
【００３０】
次に，（３）シャフト貫通工程において，別に製造したシャフト１２を，（２）積層工程において積層した各ヨーク４１の貫通穴４６が重なった箇所（シャフト用貫通穴２６）に貫通させる。そして，シャフト１２を適切な位置まで挿入する。
【００３１】
次に，（４）溶接工程において，図４に示すように，電子銃５１を使用して，電子ビーム溶接を行う。本形態では，まず初期位置（図中に（Ａ）で示す位置）において，入射側に最も近い端（図中で左端）のヨーク４１のブリッジ４８（Ａ）に電子ビーム５２が当たるように，位置決めをしている。そして，電子ビーム５２（Ａ）を照射する。これにより，ブリッジ４８（Ａ）のうち電子ビーム５２（Ａ）が当たった箇所が溶ける。さらに，その周辺が溶けて，溶融領域がシャフト１２にまで及ぶ。この溶融した部分が固まることにより，この箇所においてヨーク４１とシャフト１２とが固定される。
【００３２】
さらに，電子ビーム５２を照射させつつ，図４中左から右方向に，シャフト１２の軸方向に沿って電子銃５１を移動させる。ここで，電子ビーム５２の入射方向を，溶接用貫通穴２５の箇所におけるコア１１の径方向とシャフト１２の軸方向とがなす面内とする。これにより，ブリッジ４８以外の箇所には，電子ビーム５２が当たらないようにすることができる。そして，最終位置（Ｂ）まで到達したら，全てのヨーク４１のブリッジ４８をシャフト１２の外周面に溶接したこととなる。溶接完了である。さらに，前の（２）積層工程で永久磁石の埋め込みを行っていない場合はこの後でそれを行う。これで，ロータ１０が製造された。
【００３３】
この（４）溶接工程により，各ヨーク４１のブリッジ４８とシャフト１２とが溶接され，図１に示した溶接痕２９が形成された。これにより，コア１１の各ヨーク４１がそれぞれ，シャフト１２に対して固定された。従って，各ヨーク４１同士間の回転，コア１１とシャフト１２との間での軸回りの回転，コア１１のシャフト１２の軸方向へのすべりのいずれをも防止した固定を溶接工程のみで行うことができる。
【００３４】
なお，この（４）溶接工程では，各ヨーク４１の積層状態を適切に保つために，図４に示すように各所を押さえつつ行うことが望ましい。例えば，コア１１の図中右端に治具６１を配置するとともに，図中最も左側のヨーク４１を図中左から右方向へ，図中に白抜きの矢印で示すように押すとよい。また，この図では，シャフト１２に治具６３を当てて，位置ずれの無いようにしている。あるいは，コア１１の全体を積層方向に挟んで，ずれないように保持することによってもよい。
【００３５】
また，この（４）溶接工程においては，電子銃５１から最も遠い側（図４中右端）まで，電子ビーム５２を当てることができるためには，ブリッジ４８の図中上方に所定の空間が必要である。特に，電子ビーム５２の当たった箇所を適切に溶接できるためには，図５に示すように，溶接面に対する入射角θが，少なくとも１０°以上であることが求められる。そのため，ブリッジ４８の上方に必要な空間，すなわち，貫通穴４５のコア１１の径方向の大きさＤは，コア１１の積層厚Ｌを使用して，以下の式で表される範囲であることが望ましい。
Ｄ  ≧  Ｌ  ×  ｔａｎ１０°
【００３６】
なお，上記の入射角θは，さらに望ましくは，１５°以上であるとよい。この場合には，貫通穴４５のコア１１の径方向の大きさＤは，以下の式で表される範囲である。
Ｄ  ≧  Ｌ  ×  ｔａｎ１５°
さらに，貫通穴４５の幅Ｗ（コア１１の周方向への大きさ，図３参照）は，少なくとも電子ビーム５２のビーム径以上であることが必要である。貫通穴４５のうち電子ビーム５２が通過する範囲内では，例えば２ｍｍ以上とすることが好ましい。電子ビーム５２が通過する範囲内とは，貫通穴４５のうち，ブリッジ４８の側の辺から，上記のいずれかの式により求められるＤの最小値に相当する距離の範囲内である。
【００３７】
さらに，ブリッジ４８の幅Ｖ（貫通穴４５と貫通穴４６との間の距離，図３参照）は，コア１１におけるブリッジ部２８の幅である。すなわち，電子ビーム５２による溶融範囲がシャフト１２に及ぶものであればよい。つまり，溶接される深さより小さく，例えば１〜５ｍｍの範囲内が適切である。よって，溶接用端面と回転伝達部材取付端面とが隣接するとは，穴が分離している場合には，それらの間の距離が，溶接時に溶融する深さより小さいことを言う。
【００３８】
なお，この（４）溶接工程では，電子銃５１の移動の向きを上記の逆（（Ｂ）→（Ａ））としてもよいことは当然である。また，電子銃５１を移動させる代わりに，電子ビーム５２の発射方向を振ることによっても，適切に溶接できる。あるいは，電子銃５１を固定して，対象物であるコア１１等を移動させることによってもよい。また，ここではシャフト１２の軸方向について，その片側から全範囲に対して溶接を行うとしたが，両側からそれぞれ半分までを行うようにしてもよい。その場合には，上記のＤの式でＬをＬ／２で置き換えればよい。また，電子ビーム溶接に替えて，レーザ溶接でも実施できる。
【００３９】
次に，本形態の別の例を図６〜図９に示す。これらの例では，（４）溶接工程における溶接の方法を，上述の重ね溶接に代えて隅肉溶接とした。すなわち，溶接用貫通穴２５とシャフト用貫通穴２６との間のブリッジ４８を廃して，シャフト１２を貫通させる貫通穴を，その一部をコアの径方向に拡げたものとした。そして，その拡張された貫通穴（図６中の貫通穴６４，図８中の貫通穴７４）とシャフト１２との間の隙間の空間から，貫通穴の壁面とシャフト１２との接触箇所に電子ビームを照射することにより，シャフト１２とコアとを溶接した。すなわち，溶接用貫通穴とシャフト用貫通穴とを，連続した１つの貫通穴６４，７４とした。
【００４０】
この場合には，貫通穴６４，７４の壁面のうち，シャフト１２との接触箇所が回転伝達部材取付端面に相当するとともに，貫通穴６４，７４の壁面のうち，シャフト１２との接触箇所に沿った範囲内の箇所が溶接用端面に相当する。これらは，その境目に電子ビームを照射することによりともに溶け合わせることのできる位置である。よって，溶接用端面と回転伝達部材取付端面とが隣接するとは，穴が連続している場合には，電子ビームの照射による溶融が及ぶ範囲内であることを言う。
【００４１】
なお，これらの図では，永久磁石を埋め込むための貫通穴（図１における貫通穴２３に相当する）は省略している。また，軽量化のためにさらに貫通穴（図１における貫通穴２４に相当する）を設けても良いが，それも省略している。
【００４２】
図６に示したロータ６１は，コア６３とシャフト１２とを有している。コア６３には，シャフト１２が内接する大きさの正三角形の貫通穴６４が形成されている。そして，その貫通穴６４に，シャフト１２を挿入して固定したものがロータ６１である。このコア６３は，電磁鋼板によって図７に示す形状に形成されたヨーク６５を積層したものである。このヨーク６５を積層して，その貫通穴６４にシャフト１２を挿入すると，図７に破線で示すように挿入される。
【００４３】
すなわちこの形態では，貫通穴６４は，図３での貫通穴４６と貫通穴４５とを連結させたものに相当する。ブリッジ４８に相当する箇所はない。そして，貫通穴６４の壁面のうち，ヨーク６５とシャフト１２とが接している３箇所が回転伝達部材取付端面に相当する。また，その回転伝達部材取付端面から両側へ続いて，溶接によってともに溶け合うことのできる範囲内で，シャフト１２から少し離れた箇所が溶接用端面に相当する。従って，この形態においてもこれらの端面は隣接する位置となっている。
【００４４】
この形態では，図７に示すように，貫通穴６４とシャフト１２の外周面とは３箇所で接するとともに，貫通穴６４の３つの頂点の箇所では，ヨーク６５とシャフト１２との間に隙間６７が残る。そこで，この隙間６７を利用して，貫通穴６４とシャフト１２の外周面とが接触している境目に向けて，図中に矢印Ｙで示すように，電子ビームを照射することができる。これにより，その境目において，コア６３とシャフト１２とを溶接することができる。
【００４５】
さらに，電子銃またはコア６３をシャフト１２の軸方向に移動させることにより，コア６３の積層方向の全体にわたって溶接する。その結果，図６に示すように，溶接痕６８が形成され，その箇所においてコア６３とシャフト１２とが固定される。貫通穴６４とシャフト１２の外周面との境目は６箇所あるので，その全てについて溶接すると，図示のように６箇所の溶接痕６８が形成されたロータ６１となる。適切に固定できるのであれば，必ずしも６箇所全てを溶接する必要はない。
【００４６】
また，図８に示すようなロータ７１とすることもできる。このロータ７１のコア７３は，貫通穴７４を有しており，図９に示すヨーク７５を積層したものである。この貫通穴７４には，シャフト１２の外周形状部７４ａに加え，こぶ状の拡張部７４ｂが３箇所に形成されている。この貫通穴７４にシャフト１２を挿入すると，図９に破線で示すように挿入される。この形態では，外周形状部７４ａが回転伝達部材取付端面に相当し，拡張部７４ｂのうち外周形状部７４ａに沿った範囲内の箇所の壁面が溶接用端面に相当する。そして，これらは互いに前述の意味で隣接する配置となっている。
【００４７】
そこで，拡張部７４ｂから貫通穴７４とシャフト１２の外周面とが接触している境目に向けて，電子ビームを照射することができる。これにより，この境目において，コア７３とシャフト１２とを溶接することができる。そして，図８に示すように，溶接痕７８が形成されたロータ７１が得られる。
【００４８】
以上詳細に説明したように本形態によれば，コア１１の一部にシャフト１２を貫通させるシャフト用貫通穴２６に隣接して，溶接用の溶接用貫通穴２５が形成されている。そして，溶接用貫通穴２５からシャフト１２までに及ぶ溶接痕２９が形成されているので，コア１１を構成する全てのヨーク４１とシャフト１２とが確実に固定されている。また，溶接により，各ヨーク４１は全方向に対して固定されているので，固定のための工程はこれ以外には不要である。また，従来用いられていたコア１１の積層方向の両端部を挟む板材や，カシメのためのスペース等も不要である。従って，回転電機の小型化や軽量化が容易であり，少ない工程数で製造することのできるロータとなっている。
【００４９】
なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，シャフトの外形は円筒状に限らず，多角柱形状やスプライン，セレーション等でもよい。また，シャフトとコアとの間にさらにキーとキー溝とによる嵌め合いをも有していてもよい。また，コアの積層方向の片側をシャフトに設けたフランジ部で受けるようにすることもできる。また，シャフトとして，一体のものに限らず，分割タイプのものであってもよい。
【００５０】
また例えば，コア中の各鋼板同士を，カシメや溶接，接着，樹脂モールド等によってあらかじめ固定しておいてもよい。さらには，コアとして，円周方向に複数個に分割された分割コアを使用したものであってもよい。さらに，永久磁石埋め込み型のＩＰＭ型モータに限らず，ロータ表面に磁石を配したＳＰＭ型のモータにも適用可能である。また，インナーロータ型のものに限らず，アウターロータ型のものにも適用できる。
【符号の説明】
【００５１】
１０，６１，７１  ロータ
１１，６３，７３  コア
１２  シャフト
２５  溶接用貫通穴
２６  シャフト用貫通穴
２９  溶接痕
６４，７４  貫通穴
【図１】
2011042984.tif 000003
【図２】
2011042984.tif 000004
【図３】
2011042984.tif 000005
【図４】
2011042984.tif 000006
【図５】
2011042984.tif 000007
【図６】
2011042984.tif 000008
【図７】
2011042984.tif 000009
【図８】
2011042984.tif 000010
【図９】
2011042984.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成22年10月15日(2010.10.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層鋼板からなり，その積層方向全体にわたるシャフト取付端面が形成されたコアと，前記コアの前記シャフト取付端面に取り付けられ，前記コアの回転中心を貫通して配置されたシャフトとを有するロータにおいて，
前記コアには，前記シャフトを貫通させるためのシャフト用貫通穴と，溶接用貫通穴とが，ともにその積層方向の全体にわたって形成されており，
前記シャフト取付端面は，前記シャフト用貫通穴の壁面であり，
前記コアには，その積層方向全体にわたる溶接用端面が，前記シャフト取付端面と隣接する位置に形成されており，
前記溶接用端面に，前記シャフトに及ぶ溶接痕が，前記コアの積層方向の全体にわたって形成されていることを特徴とするロータ。
【請求項２】
請求項１に記載のロータにおいて，
前記溶接用貫通穴は，前記シャフト用貫通穴の周囲に設けられており，
前記溶接用端面は，前記溶接用貫通穴のうち前記シャフト用貫通穴の側の壁面であることを特徴とするロータ。
【請求項３】
請求項２に記載のロータにおいて，
前記溶接用貫通穴の前記コアの周方向における大きさは２ｍｍ以上であり，かつ，前記溶接用貫通穴の前記コアの径方向における大きさＤは，前記コアの積層厚をＬとして，
Ｄ  ≧  Ｌ×ｔａｎ１０°
を満たしていることを特徴とするロータ。
【請求項４】
請求項１に記載のロータにおいて，
前記溶接用貫通穴と前記シャフト用貫通穴とが連続した１つの貫通穴をなしており，
前記シャフト取付端面は，前記連続した１つの貫通穴の壁面の一部であり，
前記溶接用端面が，前記連続した１つの貫通穴の壁面のうち前記シャフト取付端面に沿った部分であることを特徴とするロータ。
【請求項５】
積層鋼板からなり，その積層方向全体にわたるシャフト取付端面が形成されたコアと，前記コアの前記シャフト取付端面に取り付けられ，前記コアの回転中心を貫通して配置されたシャフトとを有するロータの製造方法において，
前記シャフトを貫通させるためのシャフト用貫通穴と，溶接用貫通穴とが形成された複数枚の鋼板を積層して前記コアとすることにより，前記シャフト用貫通穴の壁面が前記シャフト取付端面であり，前記シャフト取付端面と隣接する位置が溶接用端面である状態として，前記シャフト取付端面に前記シャフトを取り付ける工程と，
前記溶接用端面から前記シャフトまでに及ぶ範囲を，前記コアの積層方向の全体にわたってビームを照射することによって溶接する工程とを有することを特徴とするロータの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載のロータの製造方法において，
前記溶接する工程は，ビームの照射箇所を前記コアの積層方向に沿って移動させることにより行うことを特徴とするロータの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
積層鋼板からなり，その積層方向全体にわたるシャフト取付端面が形成されたコアと，コアのシャフト取付端面に取り付けられ，コアの回転中心を貫通して配置されたシャフトとを有するロータであって，コアには，シャフトを貫通させるためのシャフト用貫通穴と，溶接用貫通穴とが，ともにその積層方向の全体にわたって形成されており，シャフト取付端面は，シャフト用貫通穴の壁面であり，コアには，その積層方向全体にわたる溶接用端面が，シャフト取付端面と隣接する位置に形成されており，溶接用端面に，シャフトに及ぶ溶接痕が，コアの積層方向の全体にわたって形成されているものである。
［００１０］
上述の一態様におけるロータによれば，コアとシャフトとが取り付けられているシャフト取付端面と隣接して溶接用端面が形成されている。ここで，隣接する位置とは，溶接によってともに溶け合い，固まって一体化することのできる位置のことである。そして，その溶接用端面にはシャフトに及ぶ溶接痕が形成されているので，溶接によってコアとシャフトとが固定されたものであることがわかる。さらに，その溶接痕がコアの積層方向の全体にわたって形成されているので，コアを構成する全ての積層鋼板が，いずれもシャフトに固定されている。従って，回転電機の小型化や軽量化が容易であり，少ない工程数で製造することができるロータとなっている。
［００１１］
さらに，本発明の一態様では，溶接用貫通穴は，シャフト用貫通穴の周囲に設けられており，溶接用端面は，溶接用貫通穴のうちシャフト用貫通穴の側の壁面であることが望ましい。
このようになっていれば，溶接用貫通穴を利用して，溶接用端面からシャフト用貫通穴に向かって溶接することにより，それらの間を溶融させてシャフトまでに及ぶ溶接を行うことができる。
［００１２］
さらに，本発明の一態様では，溶接用貫通穴のコアの周方向における大きさは２ｍｍ以上であり，かつ，溶接用貫通穴のコアの径方向における大きさＤは，コアの積層厚をＬとして，
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
Ｄ  ≧  Ｌ×ｔａｎ１０°
を満たしていることが望ましい。
このようになっていれば，コアの積層方向の一方の端部から，他方の端部まで届くようにビームを照射することができる。
［００１３］
さらに，本発明の一態様では，溶接用貫通穴とシャフト用貫通穴とが連続した１つの貫通穴をなしており，シャフト取付端面は，連続した１つの貫通穴の壁面の一部であり，溶接用端面が，連続した１つの貫通穴の壁面のうちシャフト取付端面に沿った部分であってもよい。
このようになっていれば，貫通穴を利用して，その壁面とシャフトとの境目の箇所に向かって溶接することにより，その両方を溶融させてシャフトまでに及ぶ溶接を行うことができる。
［００１４］
また，本発明の他の態様は，積層鋼板からなり，その積層方向全体にわたるシャフト取付端面が形成されたコアと，コアのシャフト取付端面に取り付けられ，コアの回転中心を貫通して配置されたシャフトとを有するロータの製造方法であって，シャフトを貫通させるためのシャフト用貫通穴と，溶接用貫通穴とが形成された複数枚の鋼板を積層してコアとすることにより，シャフト用貫通穴の壁面がシャフト取付端面であり，シャフト取付端面と隣接する位置が溶接用端面である状態として，シャフト取付端面にシャフトを取り付ける工程と，溶接用端面からシャフトまでに及ぶ範囲を，コアの積層方向の全体にわたってビーム（電子ビームまたはレーザビーム）を照射することによって溶接する工程とを有するロータの製造方法である。
この態様によれば，鋼板を積層して，シャフト取付端面と溶接用端面とが形成されたコアとすることができる。さらに，そのコアにシャフトを取り付け，溶接用端面から溶接すれば，溶接痕が形成されたロータを容易に製造することができる。
［００１５］
上記態様では，溶接する工程は，ビームの照射箇所をコアの積層方向に沿って移動させることにより行うことが望ましい。
このようにすれば，積層方向の全体にわたって溶接することは容易である
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
５が形成されている。そして，溶接用貫通穴２５からシャフト１２までに及ぶ溶接痕２９が形成されているので，コア１１を構成する全てのヨーク４１とシャフト１２とが確実に固定されている。また，溶接により，各ヨーク４１は全方向に対して固定されているので，固定のための工程はこれ以外には不要である。また，従来用いられていたコア１１の積層方向の両端部を挟む板材や，カシメのためのスペース等も不要である。従って，回転電機の小型化や軽量化が容易であり，少ない工程数で製造することのできるロータとなっている。
［００４９］
なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，シャフトの外形は円筒状に限らず，多角柱形状やスプライン，セレーション等でもよい。また，シャフトとコアとの間にさらにキーとキー溝とによる嵌め合いをも有していてもよい。また，コアの積層方向の片側をシャフトに設けたフランジ部で受けるようにすることもできる。また，シャフトとして，一体のものに限らず，分割タイプのものであってもよい。
［００５０］
また例えば，コア中の各鋼板同士を，カシメや溶接，接着，樹脂モールド等によってあらかじめ固定しておいてもよい。さらには，コアとして，円周方向に複数個に分割された分割コアを使用したものであってもよい。さらに，永久磁石埋め込み型のＩＰＭ型モータに限らず，ロータ表面に磁石を配したＳＰＭ型のモータにも適用可能である。
符号の説明
［００５１］
１０，６１，７１  ロータ
１１，６３，７３  コア
１２  シャフト
２５  溶接用貫通穴
２６  シャフト用貫通穴
【国際調査報告】
2011042984.tif 000012
2011042984.tif 000013
2011042984.tif 000014
2011042984.tif 000015